DE69723082T2

DE69723082T2 - Flüssigkeitsdurchflussregler zum gebrauch in infusionsvorrichtungen

Info

Publication number: DE69723082T2
Application number: DE1997623082
Authority: DE
Inventors: Dan Bron
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2017-07-24
Also published as: CA2260880C; DE69723082D1; EP0918553B1; ATE243540T1; AU3556497A; US6164321A; BR9710393A; TR199900109T2; AU722013B2; IL118933A; IL118933A0; RU2191036C2; CN1226179A; ES2201308T3; CA2260880A1; WO1998003216A1; KR100355904B1; JP2000514689A; KR20000068005A; EP0918553A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsdurchflussregler. Insbesondere eignet sich die vorliegende Erfindung zur Verwendung als Durchflussregler mit verstellbarem Durchfluss, der in einem Infusionssatz verwendbar ist.
Die WO 96/03166 (Baxter) offenbart einen Fluiddurchflussregler, der mit einem Gehäuse und einer flexiblen Membran versehen ist, die entlang ihrem Umfang in dem Gehäuse festgeklemmt und so vorgespannt ist, dass sie in ihrem Ruhezustand eine bogenförmige Gestalt annimmt, wobei die Membran zum Auslass vorgespannt ist, wodurch ihre Empfindlichkeit reduziert ist, indem ein Verlust der elastischen Eigenschaften der Membran bewirkt wird, und zwar insbesondere in dem für eine verbesserte Steuerempfindlichkeit, die für geringe Durchflussraten, wie zum Beispiel jene, die normalerweise zur intravenösen Verabreichung von Fluiden verwendet werden, wesentlichen Bereich.
In der US-PS 5,421,363 wird ein Durchflussregler mit verstellbaren Durchfluss beschrieben, der eine stark verbesserte Genauigkeit und verbesserte Wiederholbarkeit gegenüber ähnlichen vorbekannten Durchflussreglern aufweist. Dieser Durchflussregler eignet sich zum Betrieb bei geringen Tropfraten, die zum Beispiel 2 ml/Stunde bei einem geringen Druckverlust an der Membran von zum Beispiel nur 40 cm Wasser angesichts einer beschränkten Druckhöhe erreichen. Der Regler funktioniert als geschlossene Regelschleife mit negativer Rückführung. Aufgrund des dem Rückführungsteil des Systems zugeordneten relativ langen Strömungsdämpfungsdurchgangs sowie aufgrund von anderen Konstanten des Systems im Betrieb, neigt Letzteres dazu, ungenau und instabil zu werden und stark um seine eingestellte Betriebsdurchflussrate zu schwingen.
Der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert auf der Lehre der US-A-5,421,363.
Kurze Darstellung der Erfindung
Deshalb besteht eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Nachteile der oben beschriebenen und anderer Durchflussregler nach dem Stand der Technik zu überwinden und einen Durchflussregler mit verbesserter Steuerempfindlichkeit bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Durchflussreglers mit verbesserter Ausgangsströmungsstabilität.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird deshalb ein Flüssigkeitsdurchflussregler bereitgestellt, der Folgendes umfasst: ein geteiltes Gehäuse, das einen oberen Teil, der mit einer Quelle abzugebender Flüssigkeit verbunden ist, wobei der obere Teil eine Einlassöffnung aufweist, und einen den oberen Teil in Eingriff nehmenden unteren Teil, der eine zum Flüssigkeitsverbraucher führende Steuerausgangsöffnung aufweist, enthält; eine elastisch verformbare Membran, die in dem Gehäuse angeordnet ist und mit einer Unterseite des oberen Gehäuseteils eine erste Kammer und mit einer Oberseite des unteren Gehäuseteils, in dem die Ausgangssteueröffnung ausgebildet ist, eine Ausgangssteuerkammer definiert, und einen in dem Gehäuse angeordneten röhrenförmigen Strömungsdämpfer, der zwischen der ersten Kammer und der Steuerkammer einen Flüssigkeitsströmungsweg definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Membran mindestens gleich ihrer Arbeitsamplitude ist, die durch den Abstand zwischen der Membran in ihrer Ruhestellung und der Ausgangssteueröffnung definiert wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform stellt die Erfindung weiterhin einen Flüssigkeitsdurchflussregler bereit, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler ein Regler mit verstellbarem Durchfluss ist, wobei der obere und der untere Gehäuseteil drehbar miteinander in Eingriff stehen, der röhrenförmige Dämpfer mit einem der Gehäuseteile drehbar in Eingriff steht, aber bezüglich des anderen Teils nicht drehbar ist, wobei die Innenwandfläche des röhrenförmigen Dämpfers in Verbindung mit einem Gehäuseteil ein System aus Strömungsdämpfungskanälen der Flüssigkeit definiert, wobei die Strömungsdämpfungswirkung der Kanäle zur Einstellung des Durchflusses der Flüssigkeit geändert werden kann.
Die Erfindung wird nunmehr zum besseren Verständnis in Verbindung mit gewissen bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die folgende veranschaulichende Figur beschrieben.
Unter besonderer Bezugnahme auf die Figur im Einzelnen wird betont, dass die gezeigten Einzelheiten nur beispielhaft sind und lediglich der veranschaulichenden Erörterung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen und dargeboten werden, damit sie die als am nützlichsten und leichtesten verständlich erachtete Beschreibung der Grundzüge und Entwurfsaspekte der Erfindung bieten. In dieser Hinsicht wird kein Versuch unternommen, Konstruktionseinzelheiten der Erfindung ausführlicher zu zeigen als für ein grundlegendes Verständnis der Erfindung erforderlich ist, wobei die sich auf die Zeichnung beziehende Beschreibung für Fachleute erkennen lässt, wie die verschiedenen Formen der Erfindung in der Praxis ausgestaltet werden können.
Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Durchflussreglers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
In 1 wird ein Durchflussregler gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, sei es der Inline-Art oder der Art, die zur Verbindung mit einer Flüssigkeitsströmungsleitung oder mit einem Infusionsflüssigkeitsbeutel oder einer Infusionsflüssigkeitsflasche mittels einer spitzen Schnauze oder dergleichen (nicht gezeigt) geeignet ist. Bei dem gezeigten Durchflussregler handelt es sich vorzugsweise um die Art mit verstellbarem Durchfluss, wie aus dem Folgenden schnell offensichtlich wird, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf Regler mit verstellbarem Durchfluss beschränkt und könnte genauso gut auf Strömungsregler mit konstantem Durchfluss angewendet werden.
In der Figur ist ein geteiltes Gehäuse 2 mit einer oberen Hälfte 4 in Form eines auf dem Kopf stehenden Bechers zu sehen, die mittels einer Leitung 6 mit einem Infusionsflüssigkeitsbeutel oder einer Infusionsflüssigkeitsflasche (nicht gezeigt) verbunden werden kann.
Die nach unten weisende Unterseite 8 der oberen Hälfte 4 ist mit einer Einlassöffnung 10 versehen, welche von einem Rand umgeben ist, der zumindest an einer Stelle einen Schlitz oder eine Kerbe 14 aufweist, um das Entlüften einer Tropfkammer zu ermöglichen, wenn das System in Verbindung mit einem Infusionssatz oder dergleichen verwendet wird. Somit wird die Luft über die erste Kammer und die Einlassöffnung in die Flüssigkeitsquelle abgeführt.
Der untere Gehäuseteil 16 des geteilten Gehäuses 2 rastet in eine geeignet geformte Nut 17 in der im Wesentlichen zylindrischen Wand des oberen Teils 4 ein und weist bezüglich des oberen Teils 4 einen Drehungsfreiheitsgrad auf. Der untere Teil 16 weist einen Halsteil 18 mit verringertem Durchmesser und eine abgestufte Aussparung 20 in seiner Oberseite auf. Der Unterteil 22 der Aussparung 20 ist mit einer leicht erhabenen Steueröffnung 24 mit einem Durchmesser d versehen.
Der untere Abschnitt des unteren Gehäuseteils 16 weist in der Darstellung mindestens eine Rippe 26 auf, die als Indexmarkierung dient, damit (bei einem Regler mit verstellbarem Durchfluss) der Grad an relativer Drehung auf einer (nicht gezeigten) Skale abgelesen werden kann, die am oberen Teil 4 vorgesehen ist. Die Steueröffnung 24 führt über eine Rohrleitung 28 zur Außenseite des untere Gehäuseteils 16.
Auf einem Absatz 30 der oben erwähnten Aussparung 20 ist eine elastisch verformbare Membran 32 mit einer dicke W frei angeordnet, die mit der Unterseite 8 des oberen Gehäuseteils 4 eine erste Kammer 34 und mit dem Unterteil 22 der Aussparung 20 eine zweite Kammer, die Ausgangssteuerkammer 36, definiert. Flüssigkeitszugang zur Ausgangssteuerkammer 36 erfolgt durch einen Durchgang 40.
Ein röhrenförmiger Strömungsdämpfer 42 ist über einen Gleitsitz am Halsteil 18 des unteren Gehäuseteils 16 angeordnet. Der Dämpfer 42 besteht vorteilhafterweise aus einem Elastomer. Weitere Einzelheiten bezüglich es Strömungsdämpfers 42 und seine Betriebsweise werden in der US-PS 5,421,363 beschrieben.
Zur Verbesserung der Empfindlichkeit und der Stabilität und zur Verringerung von Schwingungen der Membran 32 im Betrieb, wodurch Abweichungen und Schwankungen des Ausgangsstroms des Reglers verursacht werden, sollte die Breite W der Membran größer gleich der Arbeitsamplitude A der Membran 32 in der Ausgangssteuerkammer 36 sein. Diese Amplitude A ist im Wesentlichen der Abstand zwischen der Unterseite der Membran 32 im Ruhezustand und einem die Ausgangssteueröffnung 24 umgebenden Rand 44.
Eine weitere Verbesserung der Stabilität der Ausgangsströmung und der Regel- oder Steuerempfindlichkeit wird erreicht, wenn der Wirkoder Arbeitsdurchmesser D der Membran 32 größer gleich dem Zwanzigfachen des Durchmessers d der Ausgangssteueröffnung 24 ist.
Obgleich der Dämpfer bei der gezeigten Ausführungsform mit einer ein Labyrinth bildenden Nut hergestellt ist, kann eine solche Nut des Weiteren genauso gut in einem der Gehäuseteile hergestellt sein und in Verbindung mit dem Dämpfer einen Strömungsdämpfungsdurchgang definieren.
Für Fachleute liegt auf der Hand, dass die Erfindung nicht auf die Einzelheiten der vorhergehenden Ausführungsbeispiele beschränkt ist und dass die vorliegende Erfindung in andere besondere Formen ausgestaltet werden kann, ohne vom dem in den beigefügten Ansprüchen definierten Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims

Flüssigkeitsdurchflussregler, der Folgendes umfasst: ein geteiltes Gehäuse (2), das einen oberen Teil, der mit einer Quelle abzugebender Flüssigkeit verbunden ist, wobei der obere Teil (4) eine Einlassöffnung (10) aufweist, und einen den oberen Teil in Eingriff nehmenden unteren Teil (16), der eine zum Flüssigkeitsverbraucher führende Steuerausgangsöffnung (24) aufweist, enthält; eine elastisch verformbare Membran (32), die in dem Gehäuse angeordnet ist und mit einer Unterseite des oberen Gehäuseteils eine erste Kammer (34) und mit einer Oberseite des unteren Gehäuseteils, in dem die Ausgangssteueröffnung (24) ausgebildet ist, eine Ausgangssteuerkammer (36) definiert, und einen in dem Gehäuse angeordneten röhrenförmigen Strömungsdämpfer (42), der zwischen der ersten Kammer (34) und der Steuerkammer (36) einen Flüssigkeitsströmungsweg definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Membran (32) mindestens gleich ihrer Arbeitsamplitude (A) ist, die durch den Abstand zwischen der Membran in ihrer Ruhestellung und der Ausgangssteueröffnung (24) definiert wird.
Flüssigkeitsdurchflussregler nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsdurchmesser der Membran (32) mindestens gleich dem Zwanzigfachen des Durchmessers (d) der Steuerausgangsöffnung (24) ist.
Flüssigkeitsdurchflussregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler ein Regler mit verstellbarem Durchfluss ist, wobei der obere und der untere Gehäuseteil (4, 16) drehbar miteinander in Eingriff stehen, der röhrenförmige Dämpfer (42) mit einem der Gehäuseteile drehbar in Eingriff steht, aber bezüglich des anderen Teils nicht drehbar ist, wobei die Innenwandfläche des röhrenförmigen Dämpfers in Verbindung mit einem Gehäuseteil ein System aus Strömungsdämpfungskanälen der Flüssigkeit definiert, wobei die Strömungsdämpfungswirkung der Kanäle zur Einstellung des Durchflusses der Flüssigkeit geändert werden kann.